Teoría de separadores y deshidratación

SEPARADORES GAS-LÍQUIDO

Los separadores horizontales o verticales sirven para separar el gas asociado al crudo que proviene desde los pozos de producción. El procedimiento consiste en que la mezcla de fluidos entrante choca con las placas de impacto o bafles desviadores a fin de promover la separación gas-líquido mediante la reducción de velocidad y diferencia de densidad. El número deseparadores varía en función del volumen de producción de gas y petróleo en las estaciones. Se identifican cuatro secciones de separación:

Figura 1. Tren de tres separadores verticales

Figura 2. Separadores Horizontales

Figura 3. Secciones de los Separadores Horizontales y Verticales

a) Separación primaria o inicial: Comprende la entrada de la mezclacrudo-agua-gas al separador. En esta sección se absorbe la cantidad de movimiento de los fluidos de la alimentación, además se controla el cambio abrupto de la corriente, para producir la separación inicial.
b) Separación secundaria a asentamiento por gravedad: Está representada por la etapa de separación máxima de líquido por efecto de gravedad. En ésta etapa las gotas del líquido que contiene el gasson separadas al máximo. En ésta área la velocidad del gas se reduce y la corriente del gas asciende a una velocidad reducida. Aquí se emplean extractores de niebla para controlar la formación de espuma y turbulencia.
c) Extracción de neblina: Consiste en la separación de las gotas de líquido que aún contiene el gas. Para este caso se pueden emplear fuerzas centrífugas o el principio de choque.Esto permite acumular pequeñas gotas para pasar a la zona de recepción de líquido.
d) Recepción o acumulación de líquido: Está constituida por la parte inferior del separador que actúa como colector, por tanto, se requiere de un tiempo mínimo de retención que permitan llevar a cabo el proceso de separación. Esta parte posee control de nivel mediante un flotador para manejar volúmenes de líquidosobtenidos durante la operación.

Los separadores verticales operan con mayor eficiencia a una baja relación gas- petróleo menor de 500 pie3/barril, mientras que los separadores horizontales poseen mayor área superficial y tienen controladores de espumas.
CLASES DE SEPARADORES
Al considerar la forma y posición del recipiente, los separadores se clasifican en: Verticales, Horizontales yesféricos.
En cada uno de los modelos se encuentran las cuatros secciones principales. Por lo que, la selección del separador se fundamenta en la aspiración de alcanzar los resultados deseados al menor costo.
Separadores gravitacionales
El asentamiento gravitacional se lleva a cabo en grandes recipientes llamados tanques, sedimentadores, tanques de lavado, “gun barrels” y eliminadores de agua libre(EAL ó “Free Water Knockout FWK”). Los eliminadores de agua libre (EAL) son utilizados solamente para remover grandes cantidades de agua que es producida en la corriente, pero que no está emulsionada y se asienta fácilmente en menos de 5-20 minutos
Figura 2.
El crudo de salida de un EAL todavía contiene desde 1 hasta 30 % de agua emulsionada. En el interior de estosrecipientes que son de simple construcción y operación, se encuentran bafles para direccionar el flujo y platos de coalescencia. El agua es removida por la fuerza de gravedad y esta remoción provoca ahorros en el uso de combustible de los calentadores. Un calentador requiere de 350 Btu para calentar un barril de agua en 1°F, pero solamente requiere 150 Btu para calentar 1 barril de crudo en 1°F. Elcalentamiento de agua, aparte de que es un desperdicio de energía provoca problemas de incrustación y requiere del uso adicional de tratamiento químico muy costoso para prevenir la incrustación.
Los eliminadores de agua libre (EAL), no son lo mejor ya que ellos solo remueven el agua libre. Están protegidos por ánodos de sacrificio y por aditivos para prevenir la corrosión por el efecto del agua...